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1、2008年西安交通大学材料力学考试题年西安交通大学材料力学考试题 1、应力公式 的适用条件是什么？应力超过弹性极限后还能否适用？ （5分）拉压应力均匀分布,轴力通过截面形心。能用2、写出对称循环交变应力作用下构件的疲劳极限公式及其疲劳强度条件。 （5分） 3、在稳定性计算中，对于中长杆，若误用欧拉公式计算其临界力，则压杆是否安全？对于细长杆，若误用经验公式计算其临界力，能否判断压杆的安全性？并简述理由。（5分）否 计算临界应力大于压杆真实临界应力 4、作梁的剪力图和弯矩图。并求出 （15分）3qa2qABCqaaaaD题4 图 1/67/613/610/617/635、 如图所示，用直径d =
2、 20 mm的铆钉，将两块厚度为8 mm的钢板和一块厚度为15 mm的钢板联接起来。已知拉力F = 180 kN，许用切应力 = 100 MPa，许用挤压应力 = 280 MPa，试计算所需铆钉的个数。 （10分）题 5 图F/2F158F/28n = 36、如图所示圆截面杆，F1 = 15KN，F2 = 2 kN，T = 1.2 kNm，d = 50 mm， = 120 MPa，l = 0.5m，试按第三强度理论校核强度。 (15分)题6图dF1TF2l强度不足7、如图所示，矩形截面梁ABC，B截面处铰接一个d = 30 mm的圆截面杆。已知：h = 10 mm，G = 1 kN，梁和杆均为
3、Q235钢，材料的E = 200 GPa，s= 250 MPa，p= 200 MPa，a = 304 MPa，b = 1.12 MPa，若强度安全因数n = 2，规定稳定安全因数 nst = 2，试校核压杆 BD 的稳定性 。 （23分）G题7图A1 mCB0.5 m1 mDh4060d附：外伸梁受集中力F作用时，梁的挠曲线方程：Fvxlc当0xl：当lxl+c：安全 1) 静位移及2) 临界应力 3) 压杆动稳定 8、偏心拉伸杆如图所示，偏心距e、杆件的截面尺寸b、h和材料的弹性模量E、均已知，并提供若干同样规格的电阻应变片。试用电阻应变测量法（应考虑温度补偿）求载荷F的大小。要求：（1）确
4、定贴片数量，图示贴片位置和方位；（2）图示组桥形式，并给出载荷 F 和应变仪读数 的显式关系。 （10分）eFFbh题8图1）、轴线（轴向）温度补偿3）、图2）、9、重量不计的刚性梁悬挂在三根杆上，两侧1、3杆为铜制，其弹性模量为Ec，线膨胀因数为c，中间2杆为钢制，其其弹性模量为Es，线膨胀因数为s，横截面面积A2 = 2A1 = 2A3，试求当温度升高时候各杆的内力。 （12分）321aal题9图材料力学材料力学20092009学年考试试卷学年考试试卷一、简答题（共一、简答题（共5小题，小题，20分）分） （2分）试件受拉伸时，当载荷超过屈服载荷以后，试件的轴向变形中分）试件受拉伸时，当载
5、荷超过屈服载荷以后，试件的轴向变形中一部分是一部分是 变形，变形， 另一部分是另一部分是 变形。变形。 1.弹性弹性, 塑性塑性（4分）什么是冷作硬化，其在工程实际应用中有何利弊？分）什么是冷作硬化，其在工程实际应用中有何利弊？ 2.金属在塑形变形中，使材料比例极限金属在塑形变形中，使材料比例极限提高提高，塑形降低的现象成为冷作硬化。，塑形降低的现象成为冷作硬化。比例极限提高，塑性降低。比例极限提高，塑性降低。 （6分）灰铸铁材料圆形试样扭转破坏断口如图所示，分）灰铸铁材料圆形试样扭转破坏断口如图所示， 1）请将其外力偶作用的方向表示于图示中；）请将其外力偶作用的方向表示于图示中； 2）其破环
6、原因是）其破环原因是 ； 3）简述其断面特征）简述其断面特征 。3.1） 图；图；2）拉应力造成破坏；）拉应力造成破坏；3）45度螺旋状，断面颗粒状度螺旋状，断面颗粒状 4 （3分）试述惯性矩的平行移轴公式分）试述惯性矩的平行移轴公式，它的适用条件是什么？，它的适用条件是什么？，适用条件：适用条件：Iyc、Izc是对形心轴是对形心轴y、z的惯性矩；轴的惯性矩；轴y，z分别与分别与形心轴形心轴yc、zc平行平行。5 （5分）试画出应力循环特征值分别为分）试画出应力循环特征值分别为r = -2、r = -1、r = 0、r = +1、r = +2时应力循环曲线的大致形状。时应力循环曲线的大致形状。
7、 tOtotototO二、计算题（共二、计算题（共6小题，小题，80分）分）6图示圆截面拉杆，直径图示圆截面拉杆，直径d = 20 mm，现测得，现测得C点与水平方向夹角为点与水平方向夹角为30方向的线应变方向的线应变 = 27010-6。已知材料的弹性模量。已知材料的弹性模量E = 200 GPa，泊，泊松比松比 = 0.3，试求载荷，试求载荷F和和C点的最大线应变。（点的最大线应变。（15分）分） 单向拉伸：单向拉伸：， ， 最大线应变最大线应变 载荷载荷7作梁的剪力图和弯矩图，并写出作梁的剪力图和弯矩图，并写出 。（。（15分）分） ， 8图示直径为图示直径为30 mm的心轴上安装着一个
8、手摇柄，杆与轴之间有一个键的心轴上安装着一个手摇柄，杆与轴之间有一个键K，键长键长36 mm，截面为正方形，边长，截面为正方形，边长8 mm，材料的许用切应力，材料的许用切应力 = 56 MPa，许用挤压应力，许用挤压应力 bs = 200 MPa。F=350N，试校核键的强度。（，试校核键的强度。（10分）分） ， ， 键的强度不足。键的强度不足。9图示图示CD杆可绕杆可绕C端转动，另一端固结一个重量端转动，另一端固结一个重量G=0.1kN的重物。当的重物。当CD杆从水平位置自由落下，将与杆从水平位置自由落下，将与AB杆发生水平冲击，杆发生水平冲击，h =20mm，CD杆杆的重量忽略不计。已
9、知的重量忽略不计。已知AB杆长度杆长度l =0.35m，横截面形状为圆形，直径，横截面形状为圆形，直径d =20mm，AB杆材料的弹性模量杆材料的弹性模量E = 210 GPa， s= 306 MPa， p= 200 MPa，a = 460 MPa，b = 2.57 MPa。若规定的稳定安全因数。若规定的稳定安全因数 nst = 3，试校核，试校核AB杆的稳定性。（杆的稳定性。（15分）分） 水平冲击速度水平冲击速度 动荷因数动荷因数动载动载荷荷柔度系数柔度系数 中长杆中长杆临界力临界力稳定性条件稳定性条件 稳定性足够稳定性足够 静变形静变形，10 如图所示直径为如图所示直径为 D = 200
10、mm 的半圆形曲杆，横截面为直径为的半圆形曲杆，横截面为直径为 d = 30mm 的圆形，铅垂面内的载荷的圆形，铅垂面内的载荷F 作用于作用于C点，点， = 120 MPa，试按，试按第三强度理论确定许可载荷第三强度理论确定许可载荷 F的大小。的大小。 （15分）分）xzyFRd已知：已知：求：求： F F （用第三强度理论用第三强度理论）解：内力分析解：内力分析xzFQMMn扭矩的矢量方向扭矩的矢量方向截面截面弯矩的矢量方向弯矩的矢量方向截面截面m11已知梁已知梁AB和和CD，截面抗弯刚度均为，截面抗弯刚度均为EI，长度均为，长度均为l，AB为为悬臂梁，悬臂梁，CD为简支梁，为简支梁，G为为
11、CD梁中点。未受力时，梁中点。未受力时，AB梁和梁和CD梁垂直间距为梁垂直间距为，若，若AB梁在梁在B点受垂直集中力点受垂直集中力F足够大，能使两足够大，能使两梁相接触。求两梁的相互作用力。（梁相接触。求两梁的相互作用力。（10分）分）端部作用集中力悬臂梁最大挠度端部作用集中力悬臂梁最大挠度Fl3/(3EI)。简支梁中间作用集中力最大挠度简支梁中间作用集中力最大挠度Fl3/(48EI)。设相互作用力为设相互作用力为X 悬臂梁挠度悬臂梁挠度1，简支梁挠度，简支梁挠度2 变形条件为变形条件为12 2010年西安交通大学材料力学考试题年西安交通大学材料力学考试题 一、简答题（共一、简答题（共3小题，
12、小题，15分）分）1. 没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限0.2作为屈服极限，在拉伸曲线上如何确定0.2？产生0.2% 塑性变形对应的应力。 0.2题1图2简述提高疲劳强度的主要措施。选用疲劳极限较高的材料，减小应力集中，提高表面光洁度，减少表面损伤，采用热处理或冷加工方法提高表面硬度或在表面形成残余压应力。 3. 已知矩形截面ABCD对其形心轴的惯性矩Iz0，求证三角形ABD对其形心轴的惯性矩Iz1= Iz0 /3。Az0z1BCD题3图 二、计算题（共二、计算题（共6小题，小题，85分）分）4作梁的剪力图和弯矩图，并写出 。（10分）题4图qa2ABC2qaaaaDq QM 5图示
13、结构中，q = 20 kN/m，梁AB的截面为矩形，b1=100mm，h1=150mm；柱BC的截面为圆形，d =80mm。梁和柱均为低碳钢，E = 200 GPa， s= 240 MPa， p= 200 MPa，a = 304 MPa，b = 1.12 MPa。若 = 180 MPa，规定稳定安全因数nst = 3。试校核结构的安全性。（15分）题5图qAB4mCd5mb1h1 nst 稳定性足够。结构安全kN， kNm强度足够 MPa 细长杆= 1,6图示两块钢板，通过一个螺栓联接。己知：拉力F = 25 kN，每块钢板的厚度t = 10 mm，宽b = 60 mm，钢板许用应力 = 80
14、MPa，螺栓的直径d = 20mm，螺栓的许用切应力 = 70 Mpa、许用挤压应力bs = 130 MPa。试校核该联接件的强度。 （10分） 解： 强度不安全 FFbFtdtF题6图7图示刚架位于水平平面内（图a所示），AB杆和CD杆的材料均为低碳钢，许用应力=140MPa，其横截面均为圆形，直径d=40mm，L=400mm。将重量Q=200N的重物自高度h=20mm处自由落下，垂直冲击到D截面，试按第三强度理论校核AB杆的强度。已知相同刚架在静载荷Q的作用下（图b所示），B截面和C截面的静挠度分别为0.16mm和 0.16mm（假设挠度方向向下为正）。 （15分）QABCL/2LLDhQ
15、ABCL/2LLD题7图（a）（b）解： 强度足够！8从构件的危险点截取的单元体如图所示（应力单位：MPa），弹性模量E=200GPa，泊松比=0.3。求：（1）图示平面内的主应力和主方向，并表示在单元体上；（2）单元体的最大切应力；（3）最大主应力方向的主应变。 （15分）题8图10030409.已知杆AB和DE，截面抗拉刚度均为EA，杆长均为l，等边直角三角板BCD为刚性板，BC边长为l，若三角板BCD受到顺时针力偶矩M的作用，试求杆AB和DE的内力。（10分）ACBDME45题9图解：设三角板顺时针转角(拉伸) （压缩）（拉伸） （压缩）10如图（a）所示，直角拐位于水平面内，铅垂载荷F作用在C端 ，AB为圆截面杆，直径为d，材料弹性模量为E，泊松比为。在D、E两点分别贴有沿着轴向和环向的应变片，分别为R1、R2（D点）和R3、R4（E点），俯视图见图（b）。已知D、E两点相距为s。拟利用这四个应变片中的若干应变片，测量载荷F的大小。在不提供额外温度补偿片的前提下，试设计桥路图（半桥、全桥均可），并推导出载荷F和应变读数读的关系。 （10分）FCbABsDE（ a）点题10图（ b）点R1R2R3R4sDEABC解： (方法1) (方法2) (方法3) FCbABsDE（ a）点题10图（ b）点R1R2R3R4sDEABCR1R3RRR2R4RRR1R3R4R2
